UG模具设计教案说课材料.doc

精品文档
第一章 UG模具设计概述
1.1 MoldWizard简介
UG软件中有一个专门用于注塑模具设计的模块——MoldWizard。在UG环境下可通过三条途径进入MoldWizard模块。
l UG主界面上已有【注塑模向导】。
l 在零件造型结束后，单击【开始】——【应用所有模块】——【注塑模向导】。
l 在UG主界面菜单栏的空白处单击右键，打开如下菜单：
选中【注塑模向导】。
【注塑模向导】的工具栏如下：

1.2 UG模具设计一般过程
传统设计过程
UG模具设计过程

总体方案设计（单型腔、多型腔）
装载塑件
第二章
项目初始化
设定坐标系
设置收缩率
设置工件（给定型腔零件）
进行布局
分析塑件结构
第三章
塑件分析与修补
塑模部件验证（分型验证）
确定分型面
型腔结构设计、计算
第四章
定义分型面
浇注系统设计
脱模机构
侧向分型与抽芯机构
其它（底板、连接件等）
冷却系统设计
第五章

加入标准模架
第六、八章
加入推杆、滑块和侧抽芯机构
第七、八章
其它（浇注系统、冷却系统）

第二章 模具设计项目的初始化
2.1 装载塑件（Load Products）
【注塑模向导】——【项目初始化】——【打开部件文件】（选择目标塑件）——【项目初始化】
l 【设置项目路径和名称】
单击“设置项目路径和名称”按钮，将打开“选择项目路径和名称”对话框，通过浏览目录来设置所设计的模具结构的存储位置和名称。
注塑模向导自动将文件放置在项目初始化对话框里设置的项目路径(Project Path)的目录下。要确认该路径的确是存储你模具设计项目的位置。如果要改变该项目路径和名称，请点击项目初始化(Project Initialize)对话框里的设置项目路径和名称(Set Project Path and Name)按钮，来显示设置项目路径和名称(Set Project Path and Name)对话框。然后你可以选择或创建一个目录来存储你的模具设计项目的文件。
在“项目路径”和“项目名”文本框中分别输入项目路径和项目名称，所设计的项目将以设定的名称和路径保存。如果所设置的文件路径不存在，系统将创建该文件路径。
一般情况下，项目名称的长度限制在10个字符以内，系统默认的项目名称为所选产品零件的文件名。
l 【重命名对话框】
重命名对话框用于改变项目文件默认的命名规则，使用户可以重新设置项目中的文件名称。
打开重命名对话框的开关后，左键单击啊“确定”按钮或“enter”键，打开如下对话框。
【部件名管理】——【下一个数】——输入26（数字用于区分文件，各家有各家的命名规则）
——【设置所有名称】（重命名生效）
片刻，又弹出【部件名管理】——【下一个数】——输入51
——【设置所有名称】（另一个塑件部件名重命名生效）
l 【部件材料】（设置或重新设置材料）；
部件材料是指所设计的产品使用何种材料。在“部件材料”列表中显示系统提供的几种材料，选择所需的材料后，同时“收缩率”文本栏数值将变换为相应的大小。
l 【收缩率】（系统根据所选材料自动设置收缩率）。
mold.V1——
l 【配置】？ ESI——
原先的——
l 【属性】？
l 【设置】
在完成工程初始化之后，点击【确定】。注塑模向导将自动创建模具设计的装配结构。
注塑模具是由零件装配而成的。当开始创建一个注塑模向导的项目时，会生成一系列的文件并自动命名。命名的结构与规则如下：
总装配结构top
子装配结构prod
(每个prod对应一个塑件)
var: 记录模架、标准组件的标准设置信息
cool: 记录冷却系统的设计信息
side_a: 对应定模侧的冷却设计信息
side_b: 对应动模侧的冷却设计信息
fill: 浇注系统的设计信息
misc: 标准件的信息
side_a: 定模侧标准件的设计信息
side_b: 动模侧标准件的设计信息
layout: 记录布局中的多个塑件（每个塑件有一个子装配结构prod）
shrink: 按收缩率放大的塑件体的链接
parting: 分型的界面（包括型芯侧的界面和型腔侧的界面）和修补面
core和cavity: 保存型芯和型腔
trim: 保存了用于剪裁标准件的几何体
molding: 含修补特征的塑件
prod_side_a和prod_side_b: 便于分工设计

2.2 设置模具坐标系
模具坐标系用于确定分型面和装配定位。
模具坐标系的定义过程就是将产品子装配从WCS（工作坐标系）移植到模具装配的绝对坐标系（ACS），并且以该绝对坐标系作为模具坐标系（模具CSYS）。
模具坐标系：
原点——放置模架的中心点
x-y平面——分型面
z轴正向——拔模方向。
【注塑模向导】——【模具CSYS】
2.3 设置收缩率
由于材料的原因（如：结晶型还是非结晶型？厚度是否均匀？），需要改当前收缩率的设置。
均匀
【注型模向导】——【收缩率】——【比例】——【类型】 轴对称
常规
——【要缩放的体】
——【要缩放的点】
2.4 生成工件（设置型腔毛坯）
工件是指模具成型零件的毛坯，等于模具型腔与型芯（凹模和凸模）的体积之和，它完全包裹着产品模型，还有恰当的余量可供在其上开设浇注系统、冷却水道等特征。利用分型面分割工件之后，就可以得到型腔或型芯零件。
操作步骤：

根据经验，一般设置工件的x和 y向的尺寸比塑件最大x和 y向的尺寸大约30mm，即“距离容差”约为15mm；工件的z正向和负向尺寸分别比塑件z正向尺寸上移25mm，比塑件z负向尺寸上移25mm。

工件库是Mold Wizard提供的工件标准库，可以根据实际需要设置相应的形状和尺寸。在“工件尺寸”对话框中单击“工件库”按钮，可以打开如图所示的“工件镶块设计”对话框，对话框中包括“目录”和“尺寸”两个选项卡。在“目录”选项卡中可以设置所需的工件类型，“尺寸”选项卡中可以设置所选类型工件的尺寸。

2.5 多腔模和零件布局
设计多腔模的步骤：
1. 装载塑件
把所有塑件都用【注塑模向导】——【项目初始化】命令装载到模具项目中，可以是相同塑件，也可以是不同塑件。
2.【多件模】——【选择塑料产品】——【型腔布局】——【布局】

平衡
线性
（1）
矩形——
径向
恒定
【布局】——
圆形——
【开始布局】
【刀槽】（加统一的模套）

（2）
插入腔
变换
移除
自动对准中心

【编辑布局】——
第三章 塑件分型前的分析与修补
3.1 常见的分型缺陷
一．平面孔洞

自动修补

二．侧面孔洞
实体修补
内外两侧不可同时出现圆角，否则内、外均需设计侧抽芯机构。
三．复杂孔洞（横跨两个面的孔洞）
补片或实体修补
四．倒扣区域（内侧凹）
实体修补将作为侧型芯
五．模具加工困难缺陷

如：深孔——细长型芯
（设计成镶件）
实体修补
3.2 常见的结构缺陷
一．壁厚
不匀，过大，突变。
一般：1~8mm，最好2~3mm。
设计对策：倒圆过渡
二．局部强度
设计对策：增加加强筋。
加强筋的厚度≤塑件壁厚。一般：1~1.5mm。

3.3 面的脱模斜度（拔模角）分析
两种分析方法：
l UG提供的方法
在UG工具栏空白处单击右键，选【形状分析】——【草图分析】。
在UG NX6.0中被译为【拔模分析】
绿色面为正拔模面（z轴正向）；红色面为负拔模面。二者的交线为分型线
有些面的一部分为绿色、一部分为红色，二者的交线称为等斜线。分型操作中需要根据等斜线来分割面。
l MoldWizard提供的方法——【塑模部件验证】
【注塑模向导】——【分型】——【分型管理器】——【设计区域】——【MPV初始化】——【选择拔模方向】——【塑模部件验证】
【面】——面拆分（对一部分在型芯区域，另一部分在型腔区域的面进行分割）；面拔模分析——【草图分析】
【区域】——设置型芯面和型腔面及其颜色
【设置】——设置是否显示内部环、外型边或不完整的环
【信息】——要检查的各种信息，包括面属性、模型属性和尖角

3.4 “模具工具”简介
介绍修补工具和修补方法。
[注塑模向导]—[模具工具]

一．创建箱体（针对实体修补）
选择两个面，据此系统生成一个覆盖空洞的箱体。如果初始生成的箱体不够覆盖目标面，可通过设置“容限”来调整。
二．分割实体
用一个片体或实体分割目标实体。
步骤：
1.选择目标体
2.选择工具体
三．轮廓拆分
用封闭的轮廓线来分割实体。
【模具工具】——【刀具轮廓拆分】
四．实体补片
用目标实体修补型腔或型芯。
【模具工具】——【实体补片】
先选择目标实体，然后选择工具实体。
注意：先生成一个补片实体。
五．面补片（补空洞）
【选择面】（选择要修补的目标面）——【选择孔】（自动或手动选择要修补的孔）
六．边缘补片
【按面的颜色遍历】（辅助边的搜索）
【终止边】（修补边缘缺失）
选择空洞的边缘，据此生成补片。
【模具工具】——【开始遍历】——
七．剪裁区域补片
用选定的边剪裁修补实体，创建补片。
【模具工具】——【剪裁区域补片】——【选择一个实体】——【开始遍历】
八．自动孔补片（自动修补）
【区域方法】
【自动方法】
先分析，辨别空洞，然后自动进行修补。
【模具工具】——【补片环选择】——
【添加现有曲面】：选择已有的面作为补片。
九．现有表面（手工修补）
手工生成一个曲面，将其定义为补片。
1. 在工具栏空白处单击鼠标右键，选【自由曲面形状】。
2.【模具工具】——【选择片体】。
十．分型补片删除
【模具工具】——【删除分形/曲面补片】
【线性】（以线性方式扩展）
【自然】（按原曲面自然弯曲）
十一．扩大曲面
【模具工具】——【选择面】——【扩大片体】——
十二．面拆分（面分割）
属手工修补方法。
将跨越型芯和型腔的面分割成两个面。
【模具工具】——【面拆分】
步骤：
1.选择要分割的面；
2.选择分割线；
3.可选【被等斜度线拆分】。（等斜线，即最大轮廓线。）
十三．修剪实体（=创建箱体+修剪箱体）
【模具工具】——【修剪实体】
十四．替换实体 （由源面生成实体）
【模具工具】——【替换实体】
：不是所有面都能用此功能。
十五．延伸实体
【模具工具】——【延伸实体】
十六．参考圆角（快速倒圆复制）
【模具工具】——【参考圆角】
步骤：
1.选择源圆角；
2.选择目标边。
第四章 常用（零件）的分型方法

MoldWizard分型步骤：
1. 验证
2. 设计区域
3. 定义分型线
4. 创建分型面
5. 定义型腔区域和型芯区域
6. 创建型芯和型腔。

4.1 确定分型面的注意事项
一．平衡侧压力 增加斜面锁紧
二．曲面分型面 曲面延伸，保证密封
三．基准平面 针对台阶形、曲面形分型面，构建一个基准平面，提供加工基准
四．避免尖钢 当用分型线分割一个曲面时，要求分型面的方向应为分型线上任意一点的法线方向
五．台阶型分型面 要求台阶顶部与根部的水平距离大于等于0.3（不强求）
0.3mm

4.2 MoldWizard分型功能
—【分形线】（型腔和型芯的交线）
—【分型段】（定义分型线的拉伸方向）
—【分型面】
【注塑模向导】——【分型管理器】———【抽取区域】
—【生成型芯和型腔】
—【抑制分型】
—【模型比较和交换】
第五章 模架的设计与使用方法
5.1 概述
MoldWizard有两板模、三板模的模架，没有瓣合模的模架。
5.2 模架管理器简介
【注塑模向导】——【模架管理】
——目录（选择模架种类。有：标准模架、可互换模架、通用模架）
——类型（具体模架的子类型）
——图示（所选模架的图示）
—— ——模架索引列表（提供模架xy方向的尺寸，可以调整）
——编辑注册文件
——编辑数据库
——旋转模架（可将模架绕Z轴旋转90°）
——编辑组件
标准模架
标准的模架用于要求使用标准目录模架的情况。标准的模架由一个单一的对话框来配置。基本参数如模具长度和宽度，板的厚度或模具打开距离（stand off）可以很容易地在模架管理对话框中编辑。如果模具设计要求使用一个非标准的配置如增加板或重定位组件，选用可互换模架会更合适。

可互换模架
可互换模架用于需要用到非标准的设计选项的情况。可互换模架提供了一个有60种模架板类型的叠加菜单。子对话框可以详细配置各个组件和组件系列。
可互换模架是以标准结构的尺寸为基础的。但是它也可以很容易地调整为非标准的尺寸。
如果可互换模架也无法满足工程的需要，可以选择使用通用模架。

通用模架
通用模架可以通过配置不同模架板来组合成数千种模架。通用模架用于当60种可互换模架选项还不能满足要求的情况。

自定义模架
如果你的工程要求比较特殊，不能应用以上三种模架时，你需要建立自己的自定义模架。
如果以后不太可能设计一个相似的模具，可以使用NX的建模功能来创建该特殊模架。
如果以后可能也会用到将要设计的模架，你可以将它添加到注塑模向导的库中，以方便以后使用。

将型腔板和型芯板作为工作部件，利用WAVE几何链接型腔和型芯到型腔板和型芯板上，分别为型腔体和型芯体创建腔体（定位孔）。
【模具工具】——【WAVE控制】
第六章 侧向分型与抽芯机构和斜杆推出机构设计
【注塑模向导】——【滑块和浮升销】
添加侧向分型与抽芯机构和斜杆推出机构的运动机构。
侧型芯的设计有两种方法：
① 通过实体建模生成实体头。（手工设计）
② 通过修剪模型得到修剪头。
一. 实体头 (复杂但灵活)
1. 通过“实体修补”和“实体分割”创建合适的实体形状，即滑块头。
2. 添加合适的滑块体
3. WAVE链接滑块头到滑块体
4. 设计链接滑块头与滑块体的实体
二. 修剪头（简单）
1. 将侧向分型与抽芯机构安装到位，需要修剪的滑块头也置于合适的位置。
2. 使用修剪功能，用型芯体或型腔体修剪滑块头，形成合适的形状。
第七章 浇注系统设计
MoldWizard 提供了浇注系统所用的一些标准件。
7.1 添加浇注系统
一．添加主流道
包括：定位圈（locating Ring）、主流道（浇口套）。
—目录
—部件列表框
—分类
—父部件
—位置（下拉列表）
—新建组件
—重命名对话框
—编辑注册文件
—【目录】——编辑数据库
—移除组件
—重定位
—翻转方向
【注型模向导】——【标准件管理】—— —注册新标准件
—参考集
—提示
—选项
—【尺寸】（选项卡）
二．添加分流道
【注塑模向导】——【流道设计】
1. 定义引导线（有三种方法）
l 模板法（6种模板可选：2腔、4腔、8腔、16腔、圆形腔、S形腔）
针对布局。
l 曲线通过点（4种生成模式）
由两点来生成引导线。
l 从线串中添加或移除曲线
注意：竖直方向的分流道需要手工设计（草绘+扫掠）
2. 向分型面投影引导线（有两个步骤）
l 选择曲线
l 选择分型面
原有曲线可以：
移动——即删除；
复制——保留，但与新建的投影线不相关；
相关——保留，新建的投影线与其相关，并与目标分型面相关。
3. 使截面沿引导线扫描生成分流道
l 选择分流道截面形状和参数
5中截面形状可选：圆形、抛物线形、梯形、六边形、半圆形。
l 选择分流道放置参数
三．添加浇口
—平衡
—位置
—方法（当前的工作方式，“添加”或“修改”）
—浇口点表示（位置）
【注塑模向导】—【浇口设计】——类型（形式）
—重定位浇口
—删除浇口
—编辑注册文件
—编辑数据库
第八章 模温控制和脱模机构设计
8.1 添加顶杆操作
—【目录】
【注塑模向导】——【标准件】——【标准件管理】——
—【尺寸】
注意：顶杆定位方式——点定位。定位点为顶杆与型腔的交接点。

8.2 添加冷却系统
一、采用默认设置
【注塑模向导】——【冷却】（默认的冷却设置）
二、采用手工方法设计
首先，修改默认设置。
【文件】——【实用工具】——【用户默认设置】
设置完毕，单击【冷却方式】——【管道设计】——【冷却管道设计】——【管道路径】——【冷却管道】
8.2.1 定义管道路径
平衡式冷却管道创建在prod部件中， 非平衡式冷却管道创建在cool部件中。
定义管道路径有两种方法：
1. MoldWizard提供的草图模板
2. UG建模功能创建引导线，引入冷却设计系统
（1）创建“管道路径”：利用草绘功能，创建一系列引导线串。
① 先选一个面作为水道入口；系统自动在毛坯内创建一条与该面垂直的线段。
②再选一个面与入水口面垂直；系统将自动生成另一条线段，此线段过第一条线段，垂直于第二个面。
③ 调整【长度】滑块和【位置】滑块。
④ 创建位置约束（在创建第一引导线之后，随时可以进行）。
（2）添加UG曲线：采用UG的建模方法生成引导线。
（3）长度：设置引导线的长度。
（4）位置：确定子引导线在父引导线上的位置。
（5）删除引导线轨迹：删除已建的一组完整的引导线。
（6）删除引导线：删除当前选定的某条引导线。
（7）创建/编辑引导线轨迹位置。
（8）显示通道关系：显示引导线的父子关系。
8.2.2 生成冷却管道
管道直径
设置 起始端面形状
终止端面形状
【冷却】——【冷却方式】——【管道设计】——【冷却管道设计】——
—螺纹孔—
—孔类型— —直径（标准钻头）
—间隙孔—
—平直端
【冷却管道】——开始类型—
—沉头端
—平直端
—端点类型 ——沉头端
—封闭端
—延伸的封闭端
—删除冷却通道
—编辑数据库
8.2.3 冷却标准件
—冷却管道
—水管塞
—链接塞
【冷却方式】——【标准件】——【冷却零件设计】——扩展塞
—水管阻隔件
—转向头
—O形圈
可以灵活地设置这些标准件的尺寸。

8.3 添加电极操作
复杂型腔采用电火花加工。电极必不可少。
设计电极有两种方法：一种是采用标准电极，另一种是手工设计。
—【刀片电极】——进入手工设计
【注塑模向导】——【电极设计】—
—【刀片标准件】——采用标准电极

手工设计
方法一：
【文件】——【实用工具】——【用户默认设置】——【其它】——【电极】

方法二：
——创建包络体（电极头毛坯）
——创建电极头（切割毛坯）
【刀片电极】————电极坐标系EWCS（用于电火花加工的定位）
——创建电极支承面
——生成电极图纸
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